شبکه 5G پنجمین نسل از شبکه های بی سیم است که جدیدترین تکنولوژی های مربوط به اینترنت را در دسترس کاربران قرار می دهد. پس از شبکه های 3G ،2G ،1G و 4G حال زمان تولد و گسترش جدیدترین نسل این خانواده یعنی 5G می باشد. اگرچه شبکه 5G از سرعت بسیار بالایی برخوردار است ولی جذابیت اصلی آن در یک پارچه سازی و یکنواختی آن است، یعنی توانایی اتصال تمام اشیاء به صورت بی سیم. در واقع این شبکه انقلابی در اینترنت اشیاء به پا کرده است.
چرا شبکه 5G انقلاب به پا می کند؟
تفاوت های شبکه 5G نسبت به نسل قبلی خود یعنی 4G بسیار چشمگیر است. در فناوری بی سیم 5G سرعت حداکثر داده ها چند گیگابیت بر ثانیه است. این شبکه تأخیر فوق العاده کم، قابلیت اطمینان بیشتر، ظرفیت گسترده شبکه، افزایش در دسترس بودن را به کاربران ارائه می دهد.
همین قابلیت ها در کنار سرعت بسیار بالای این شبکه باعث می شود زیر ساخت ها برای بسیاری از تکنولوژی های نوین از جمله IoT (اینترنت اشیا) فراهم شود.
نگاهی به نسل های شبکه تلفن همراه
نسل های شبکه تلفن همراه با به سر کار آمدن گوشی های همراه متولد شدند. اگر بخواهیم نسل های تلفن همراه را از بعد از به وجود آمدن اولین شبکه تلفن همراه معرفی کنیم، باید از نسل اول تلفن همراه یا 1G شروع کنیم. بعد از آن نسل های بعدی تلفن همراه روی کار آمدند و هرکدام پیشرفت های چشمگیری نسبت به نسل قبلی خود داشته اند.
نسل اول – 1G
سال 1980: 1G صدای آنالوگ را تحویل داد.
نسل دوم – 2G
اوایل دهه 1990: 2G صدای دیجیتال (به عنوان مثال دسترسی چندگانه CDMA- Code Division) را معرفی کرد.
نسل سوم – 3G
اوایل دهه 2000: 3G داده تلفن همراه را به ارمغان آورد (به عنوان مثال CDMA2000).
نسل چهارم – 4G LTE
سالهای 2010: 4G LTE دوران پهنای باند موبایل را آغاز کرد.
3G ،2G ،1G و 4G همگی به 5G منتهی شدند که برای ایجاد ارتباط بیشتر اشیاء توسعه پیدا کرده است. شبکه 5G یک رابط هوایی یکپارچه با توانایی چشمگیر است.
چه فناوری هایی اساس 5G را تشکیل می دهند؟
شبکه 5G مبتنی بر OFDM (مدولاسیون تقسیم فرکانس عمود برهم)، در واقع یک مدولاسیون باند پایه است. OFDM همان‌طور که از اسمش پیداست Orthogonal frequency-division multiplexing عملیات مالتی پلکسینگ را با استفاده از تقسیم فرکانس البته به صورت Orthogonal اجرا می‌کند.
مفهوم Orthogonal در تقسیم فرکانس به تعامد (عمود بودن) سیگنال‌ها اشاره دارد که به یک تعریف ریاضی بر می‌گردد که در آن هرگاه دو تابع سینوسی در هم ضرب شوند، یک روش تعدیل سیگنال دیجیتال در چندین کانال مختلف برای کاهش تداخل است. 5G در کنار اصول OFDM از رابط هوا 5G NR استفاده می کند.
5G همچنین از فناوری های پهنای باند گسترده تری مانند 6 گیگاهرتز و mmWave استفاده می کند.
مانند 4G LTE، شبکه 5g نیز بر اساس همان اصول شبکه تلفن همراه کار می کند. با این حال، رابط هوایی جدید 5G NR می تواند OFDM را بیشتر ارتقا دهد تا انعطاف پذیری و مقیاس پذیری بسیار بالاتری داشته باشد. OFDM بالاتر می تواند دسترسی 5G به افراد و اشیاء را افزایش دهد.
5G به گونه ای طراحی شده است که نه تنها خدمات پهنای باند موبایل سریعتر و بهتری را در مقایسه با 4G LTE ارائه می دهد، بلکه می تواند خدمات جدیدی مانند ارتباطات مهم برای مأموریت بحرانی و اتصال اینترنت اشیاء را گسترش دهد. این مورد توسط بسیاری از تکنیک های جدید طراحی رابط هوایی 5G NR، مانند TDD به کار می رود.
مزیت های شبکه 5G نسبت به 4G
دلایل زیادی وجود دارد که شبکه 5G بهتر از شبکه 4G است. در ادامه به تعدادی از آن ها اشاره خواهیم کرد.
- 5G به طور قابل توجهی سریعتر از 4G است
- ظرفیت 5G بیشتر از 4G است
- تأخیر 5G به طور قابل توجهی کمتر از 4G است
- 5G یک پلت فرم یکپارچه است که توانایی بیشتری نسبت به 4G دارد
- 5G ازتکنولوژی mmWave استفاده می کند.
5G به طور قابل توجهی سریعتر از 4G است
شرکت های فناوری وعده های زیادی درباره 5G می دهند. اگر چه از نظر تئوری نهایت سرعت 4g، صد مگابیت بر ثانیه (Mbps) است، اما 5G این مقدار را به 10 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) افزایش خواهد داد. همان طور که می بینید 5G صد برابر سریع تر از فناوری کنونی 4G خواهد بود؛ حداقل از نظر تئوری بالاترین سرعت آن این مقدار خواهد بود.
ظرفیت 5G بیشتر از 4G است
5G برای پشتیبانی از افزایش 100 برابری ظرفیت ترافیک و کارایی شبکه نسبت به نسل قبلی خود طراحی شده است. برای مثال موسسه Consumer Technology Association به این نکته اشاره می کند که با این سرعت فناوری 5G شما قادر به دانلود یک ویدئوی دو ساعته در مدت زمان 3.6 ثانیه خواهید بود؛ این مقدار در 4G برابر با 6 دقیقه و در 3G معادل 26 ساعت است.
البته این تنها مزیت نسل پنجم شبکه های تلفن همراه نیست. در 5G شاهد کاهش چشمگیر تاخیر هستیم و در نتیجه بارگذاری ها سریع تر شده و شاهد بهبود واکنش همه فعالیت های اینترنتی خواهیم بود. در 5G نهایت تاخیر 4 میلی ثانیه خواهد بود که در مقایسه با 20 میلی ثانیه فناوری 4G بسیار کمتر است.
تأخیر 5G به طور قابل توجهی کمتر از 4G است
شبکه 5G تاخیر کمتری برای دستیابی سریع تر و در زمان واقعی دارد، چیزی معادل 10 برابر کاهش تاخیر در تکنولوژی end-to-end (پایان به پایان) دارد.
5G یک پلت فرم یکپارچه است که توانایی بیشتری نسبت به 4G دارد
در حالی که 4G LTE تمرکز خود را بر ارائه خدمات پهنای باند موبایل قرار داده است و این شبکه بسیار سریعتر از 3G بود. با این حال 5G به عنوان یک پلت فرم متحد و با توانایی بیشتر طراحی شده، که نه تنها پهنای باند تلفن همراه را ارتقا می بخشد، بلکه از خدمات جدید و متنوعی پشتیبانی می کند.
تکنولوژی mmWave
تکنولوژی تلفن همراه از طریق امواج رادیویی انتقال داده می شود که بسته به نوع سیگنال الکترومغناطیسی با فرکانس های متفاوت دسته بندی می شوند: فرکانس بالاتر، طول موج کوچکتر. بنابراین موج میلیمتری به سیگنالی مربوط می شود که طول موج آن به صورت میلیمتری اندازه گیری می شود و به طور کلی بین 30 گیگاهرتز و 300 گیگا هرتز تعریف شده است.
یک قاعده ساده این است که با فرکانس بالاتر داده بیشتری می توان جا به جا کرد. به عنوان مثال موج FM که فقط صدا منتقل می کند به طور معمول بین 87.5 تا 108.0 مگا هرتز پخش می شود اما LTE که داده های بسیار بزرگتری حمل می کند بین 700 تا 2100 مگاهرتز، داده جابه جا می کند. موج میلیمتری، پهنای باندی بیش از آن چه در LTE با آن مواجهیم به ما ارائه می دهد. (این روند طیف الکترومغناطیسی به نور نیز قابل تسریع است و یکی از دلایلی است که فیبر نوری آن قدر سریع است).
همچنین بخوانید: 11 فناوری برتر سال 2021 که زندگی ما را تحت تاثیر قرار می دهند
